【手続補正書】
【提出日】平成18年6月1日(2006.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  金管楽器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンを収容した複数のバルブケーシングを所定の間隔で配置したピストンバルブ機構を管路に配設し、前記ピストンを操作することにより管路の長さを変えるようにした金管楽器であり、
所定の間隔で配置したとき相隣り合う側面が接合するように拡径して形成されたバルブケーシングの前記接合部に外部連通管を配設してなるピストンバルブ機構を備えたことを特徴とする金管楽器。
【請求項２】
外部連通管がバルブケーシングの中心軸線に対して偏心して配設されていることを特徴とする請求項１記載の金管楽器。
【請求項３】
ピストンを収容した複数のバルブケーシングを所定の間隔で配置したピストンバルブ機構を管路に配設し、前記ピストンを操作することにより管路の長さを変えるようにした金管楽器であり、
所定の間隔で配置したとき相隣り合う側面が接合するように拡径して形成されたバルブケーシングの前記接合部に外部連通管を配設する一方、
ピストン内に設けられる内部連通管がピストン軸に対して平行な同一平面上に形成され、
前記ピストンの内部連通管の両端が前記バルブケーシングの外部連通管に連接するようにしたことを特徴とする金管楽器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金管楽器に関するもので、管路の長さを変えて音の高さを変えるためのピストンバルブ機構の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金管楽器のピストンバルブ機構は、バルブケーシングと呼ばれる円筒管の内部で円柱状のピストンを上下動させ、これにより管路が切り換えられて管路全体の長さが変更され、音の高さが変更されるようにしている。前記ピストンの内部には、通常、上下方向に３本の連通管が配されており、ピストンを作動させていない状態では、空気が下段の連通管を通過し、一方、ピストンを押し下げると上段および中段の連通管がバルブケーシングに配設された迂回管に接続され、管路全体の長さが変更されるのである。
【０００３】
金管楽器のピストンバルブの場合、それぞれのピストンバルブに異なる長さの迂回管を備える所謂３本バルブが最も一般的な形態である。この場合、１番ピストンと呼ばれるピストンが作動されると全音分管路が延長し、２番ピストンが作動されると半音分管路が延長し、３番ピストンが作動されると全音半分管路が延長される。
【０００４】
図５は、このように構成されたピストンバルブ機構（従来例１）の底面を俯瞰した状態であり、模式的に管路を描いた説明図である。同図において、符号１は第１バルブケーシング、符号２は第２バルブケーシング、符号３は第３バルブケーシングを示し、各バルブケーシング１，２，３は、トランペットの場合、管路の中央となる位置に所定の間隔で離間した状態で配置されている。
【０００５】
前記第１バルブケーシング１には第１ピストン４が収容され、第２バルブケーシング２には第２ピストン５が収容され、第３バルブケーシング３には第３ピストン６が収容されている。符号７は管路のマウスピース側に連結する外部連通管であり、符号８は第１バルブケーシング１と第２バルブケーシング２を連結する外部連通管であり、符号９は第２バルブケーシング２と第３バルブケーシング３を連結する外部連通管であり、符号１０は管路のベル側に連結する外部連通管を示す。
【０００６】
符号１１，１２，１３は各ピストン４，５，６の内部に配設された内部連通管を示し、同図においては、各ピストン４，５，６の何れも作動されていない状態で、各バルブケーシング１，２，３の外部連通管７，８，９，１０と各ピストン４，５，６の内部連通管１１，１２，１３により、同図破線で示す状態、即ち、最も短い空気の流路が形成されている状態を示す。
【０００７】
つぎに、符号１４は第１バルブケーシング１に配設された第１迂回管であり、符号１５は第２バルブケーシングに配設された第２迂回管であり、符号１６は第３バルブケーシング３に配設された第３迂回管を示す。符号１９は各バルブケーシング１，２，３に装着された上蓋であり、符号２０は底蓋を示す。このバルブケーシング１，２，３の底部には圧縮コイルバネが収容されており、常にピストン４，５，６を上方に付勢している。そして、このピストン４，５，６は、これに連結されたピストン軸１８の押金１７が押下されることにより作動する。
【０００８】
前記バルブケーシング１，２，３は、標準的なバルブケーシング幅Ｌ（例えば、７３ｍｍ）となるように配置され、押金１７の標準的な間隔は２４ｍｍとなる。そして、各バルブケーシング１，２，３は、図６の側面図に示すように連結部材２２により相互に連結され、定位置が保たれるようにしている。なお、符号２１はピストン４，５，６のピストン軸に対して平行な同一平面を示す。
【０００９】
このように従来例１による構成によると、図５、図６に示すように各バルブケーシング１，２，３の外部連通管７，８，９，１０と各ピストン４，５，６の内部連通管１１，１２，１３が同図に示すように曲管が採用されているため、空気の流路が捻転するように紆曲し、この部分が空気の流れに対する整流抵抗となり乱流が発生することになる。
【００１０】
即ち、外部連通管７，８，９，１０と内部連通管１１，１２，１３で形成される管路が図５に示すように水平方向に紆曲し、図６に示すように垂直方向に紆曲している。したがって、実際にはこの両紆曲が合成された状態となっているため三次元的に紆曲した管路となる。これにより、外部連通管７，８，９，１０と内部連通管１１，１２，１３の連接部で管路が大きく屈曲する状態となるため、この部分が空気の流れを阻害する要因となっていた。
【００１１】
このような問題の解決を意図したピストンバルブ機構（従来例２）として、図７に示すように外部連通管７，８，９，１０に直管を採用したものもある。この場合においても、各ピストン４，５，６の内部連通管１１，１２，１３は従来例１と同様の曲管が採用されるため、この部分の空気の流れは図８に示すように紆曲したものとなる。しかも、外部連通管７，８，９，１０と内部連通管１１，１２，１３の開口部が正確に一致せず段差が生じるため、一定した内径でスムーズに連続した管路を望むことができないという重大な問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を含んだ従来例１、従来例２のピストンバルブ機構の金管楽器では、管路に発生する定在波に影響を及ぼすことになり、音響エネルギーを低下したり、鳴きムラの発生原因となる。即ち、金管楽器では管路の空気が振動して音を発生するが、この場合、管路の内径は一定していなければならない。ところが、従来例１、従来例２のように管路の空気の流れに整流抵抗が発生したり内径が不揃いである場合、管路の空気の定在波が乱れ、意図した吹鳴音が得られなくなる。
【００１３】
また、従来例１、従来例２では、３本のバルブケーシング１，２，３が個々独立しており、これに外部連通管７，８，９，１０が接続された構成となっている。したがって、この３本のバルブケーシング１，２，３のピストン４，５，６が様々に作動されると、外部連通管７，８，９，１０が相互に干渉し、定在波への影響が生じる。これは、個々独立に離間したバルブケーシング１，２，３が連結部材２２のみで連結されているため構造的剛性が低く、バルブケーシング１，２，３が共振し易いことに起因するものである。
【００１４】
以上から明らかなように、外部連通管７，８，９，１０と内部連通管１１，１２，１３により形成される管路が、一定の内径でスムーズに連続し、そして、バルブケーシング１，２，３の構造的剛性が高いものとすれば、前述した従来の問題の解決が可能となる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、以下に述べる各手段により上記課題を解決するようにした。即ち、請求項１記載の発明では、ピストンを収容した複数のバルブケーシングを所定の間隔で配置したピストンバルブ機構を管路に配設し、前記ピストンを操作することにより管路の長さを変えるようにした金管楽器であり、所定の間隔で配置したとき相隣り合う側面が接合するように拡径して形成されたバルブケーシングの前記接合部に外部連通管を配設してなるピストンバルブ機構を備える金管楽器となるようにする。
【００１６】
請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の金管楽器において、外部連通管をバルブケーシングの中心軸線に対して偏心させて配設する。
【００１７】
請求項３記載の発明では、ピストンを収容した複数のバルブケーシングを所定の間隔で配置したピストンバルブ機構を管路に配設し、前記ピストンを操作することにより管路の長さを変えるようにした金管楽器であり、所定の間隔で配置したとき相隣り合う側面が接合するように拡径して形成されたバルブケーシングの前記接合部に外部連通管を配設する一方、ピストン内に設けられる内部連通管がピストン軸に対して平行な同一平面上に形成され、前記ピストンの内部連通管の両端が前記バルブケーシングの外部連通管に連接する金管楽器となるようにする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図にもとづいて詳細に説明する。なお、従来例１および従来例２と共通する部分には同一の符号を付し、その構成に変更がない場合は具体的な説明を省略する。
【００１９】
図１は、本発明を実施したピストンバルブ機構の底面を俯瞰した状態であり、模式的に管路を描いた説明図である。本実施例における同図に示すバルブケーシング幅Ｌは、演奏者が左手で把持するに好適な標準的寸法（７３ｍｍ）とし、また、右手指で操作する押金１７の間隔も標準的寸法（２４ｍｍ）であることを前提とする。
【００２０】
符号１は第１バルブケーシング、符号２は第２バルブケーシング、符号３は第３バルブケーシングであり、上記したように各寸法は従来と同様とすることを前提としているため、各バルブケーシング１，２，３は従来のバルブケーシングに比べ相対的に大きな直径で形成されている。これにより、各バルブケーシング１，２，３の相隣り合う外側面を互いに接合することができ、溶着などにより一体化する。あるいは、予め型成形などにより一体化したものを採用するようにしてもよい。
【００２１】
前記第１バルブケーシング１には第１ピストン４が収容され、第２バルブケーシング２には第２ピストン５が収容され、第３バルブケーシング３には第３ピストン６が収容されている。上記したように各バルブケーシング１，２，３は直径が大きくなっているため、その内周に一致するように前記各ピストン４，５，６の外周が決定され、これも直径が大きなものとなる。
【００２２】
前記各バルブケーシング１，２，３には、前記各ピストン４，５，６のピストン軸に対して平行な同一平面２１上となる位置に外部連通管７，８，９，１０を配設する。ここで、前記外部連通管８はバルブケーシング１，２の肉厚が大きくなった接合部に配設し、外部連通管９はバルブケーシング２，３の肉厚の大きくなった接合部に配設する。したがって、本発明では、別部材であった従来の外部連通管を廃し、外部連通管８，９が各バルブケーシング１，２，３の内部に配設された構成となる。
【００２３】
前記外部連通管８，９がこのように配設されることから、各ピストン４，５，６内に配設される内部連通管１１，１２，１３も各ピストン４，５，６のピストン軸に対して平行な同一平面２１上となる位置に形成する。なお、本実施例にもとづくピストンバルブ機構の試作例では、各連通管の内径寸法が１１．６５ｍｍであり、ピストンの外径寸法が１９．２ｍｍ、バルブケーシングの外径寸法が２５．０ｍｍ、ピストンストロークが１６．５ｍｍとなるようにしたが、かかる寸法に限定されるものではなく適宜変更し得る。
【００２４】
このように外部連通管７，８，９，１０と内部連通管１１，１２，１３を配設したことから、図１に示すように管路が水平方向に全く紆曲せず、また、外部連通管７，８，９，１０と内部連通管１１，１２，１３の開口部が正確に一致し、段差が生じない。そして、各ピストン４，５，６の外径寸法が拡大されていることから、内部連通管１１，１２，１３の紆曲の程度が図２（図１Ａ視）に示すように緩やかとなる。
【００２５】
したがって、図２において実際の曲率にもとづいてハッチングで示すように、管路が緩く滑らかなカーブとなり、従来のように空気の流路が捻転するように紆曲した状態とならず、管路の断面形状が真円の連続となるため、空気の流れに乱流が発生することがない。また、各ピストン４，５，６の外径寸法を拡大していることから、上段および中段の内部連通管も従来の小径のピストンに比較して格段に曲率を大きくすることができ、緩く滑らかな管路を形成することができ、各ピストン４，５，６を作動した場合においても、迂回管へ滑らかに空気を送り込むことができる。
【００２６】
このように、本発明の構成によれば、外部連通管７，８，９，１０と内部連通管１１，１２，１３で形成される管路が図１に示すように水平方向に全く紆曲せず、図２に示すように垂直方向に穏やかに紆曲するのみである。したがって、垂直方向の二次元の紆曲のみとなることから、外部連通管７，８，９，１０と内部連通管１１，１２，１３の連接部で管路の屈曲が生じないようにすることができ、空気の流れを阻害する要因を排除することができた。
【００２７】
図３は、本発明の他の実施例を示すもので、ピストンバルブ機構の底面を俯瞰した状態であり、模式的に管路を描いた説明図である。同図は、現在の一般的構成のトランペットを示すもので、第３迂回管１６が外部連通管７，８，９と同一の方向に配設されている。これは、外部連通管７，８，９と同様に第３迂回管１６を、ピストン４，５，６のピストン軸に対して平行な同一平面２１上に配設したもので、これにより、第３迂回管１６と外部連通管９を連接する第３ピストン６の内部連通管１３を直管とすることができる。
【００２８】
このように構成したことから、図４（図３Ａ視）に示すように内部連通管１１，１２のみが緩く滑らかに紆曲する部分となり、乱流の発生する可能性をさらに低くすることができる。なお、第１迂回管１４の配設位置が異なるトランペットもあるが、その様な場合、外部連通管７は必ずしもピストン４，５，６のピストン軸に対して平行な同一平面２１上に配設する必要はない。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のピストンバルブ機構によれば、バルブケーシングの全体の幅を従来と同等の寸法としてバルブの操作性を維持しつつピストンの外径寸法を拡大することが可能となる。これにより、ピストン内の内部連通管の曲率を大きくすることができ、内径が一定し、紆曲部分が緩く滑らかな真円の管路が形成され、しかも外部連通管と内部連通管との連接部に屈曲が生じないようにすることができた。これにより、管路の空気の定在波を乱すことなく、鳴きムラのない意図した吹鳴音を得ることができ、吹奏感覚を向上することができる。
【００３０】
また、ピストンを収容するバルブケーシングの相隣り合う外側面を接合したことからバルブケーシングが一体化した構成となって機構的剛性が向上し、共振などの発生を防ぐことができる。そして、バルブケーシングの接合部に外部連結管を配設するようにしたので、バルブケーシングから派生するように設けていた従来の外部連通管を廃することができ、干渉の問題を解決することができた。
【００３１】
このように、本発明により構成されたピストンバルブ機構を採用した金管楽器によれば、管路を流れる空気に整流抵抗が発生しないため、吹奏時のピストンバルブのどのような操作状態においても吹奏感覚が一定し、正確な音程の吹鳴音を得ることができるなど、本発明特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるピストンバルブ機構の底部平面図である。
【図２】図１のピストンバルブ機構の側面図である。
【図３】本発明によるピストンバルブ機構の他の例を示す底部平面図である。
【図４】図３のピストンバルブ機構の側面図である。
【図５】従来のピストンバルブ機構の底部平面図である。
【図６】図５のピストンバルブ機構の側面図である。
【図７】従来のピストンバルブ機構の他の例を示す底部平面図である。
【図８】図７のピストンバルブ機構の側面図である。
【符号の説明】
１  第１バルブケーシング
２  第２バルブケーシング
３  第３バルブケーシング
４  第１ピストン
５  第２ピストン
６  第３ピストン
７  外部連通管
８  外部連通管
９  外部連通管
１０  外部連通管
１１  内部連通管
１２  内部連通管
１３  内部連通管
１４  第１迂回管
１５  第２迂回管
１６  第３迂回管
１７  押金
１８  ピストン軸
１９  上蓋
２０  底蓋
２１  ピストン軸に平行な平面